Varför minskar ett svart håls massa över tid?

Hawkingstrålningen fungerar som jag förstått det genom att det uppstår en partikel och en antipartikel ur ingenting precis vid händelsehorisonten och att antipartikeln dras in i det svarta hålet och tar ut en motsvarande partikel inuti det svarta hålet som då minskar i massa och den andra partikeln åker vidare ut i världsrymden. Varför skulle detta betyda en nettoförlust för massan i det svarta hålet över tid? Fungerar inte dessa partikelpar som 50/50 där det ena gången är antipartikeln och andra gången partikeln som åker in i det svarta hålet?

Frågan ställdes 2021-03-01 av Björn, 35 år.

Din beskrivning är inte riktigt den jag känner igen. Det virtuella partikelparet uppstår inte ur ingenting utan ur energi från det svarta hålets gravitationsfält. Hälften av denna energi tänks lämna det svarta hålet och på så sätt minskar hålets massa. Och visst är det så att lika mycket antipartiklar som partiklar lämnar det svarta hålet. Men båda har positiv massa så annihilation av partikel+antipartikel innanför händelsehorisonten ”förstör” inte energi. Det finns inga negativa massor. (Obs: detta är en förenklad populariserad beskrivning.)

För närvarande och låååångt fram i tiden så minskar inte massan hos svarta hål. Universum är fyllt med ”bakgrundsstrålning” som hela tiden fyller på energi till dem – i mycket snabbare takt än Hawkingstrålningen tar bort.  Först när bakgrundsstrålningens sjunkande temperatur är lägre än Hawkingstrålningens temperatur (som ökar ju lägre det svarta hålets massa är) så kan ett svart hål börja krympa.

Frågan besvarades av Bengt Edvardsson, universitetslektor vid avdelningen astronomi och rymdfysik, institutionen för fysik och astronomi.